CICLOS TERMODINÁMICOS
Licenciatura: Ingeniería Química
Asignatura: Electroquímica
Docente: Dr. Héctor Alexander López Muñoz
Alumno: Carlos Nahum Ledesma Vega
Matricula: 320014884
Fecha: 23/07/24
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Ciclos termodinámicos, Resúmenes de Fisicoquímica
Resumen de ciclos termodinámicos con imágenes ilustrativas y diagramas.
Tipo: Resúmenes
2024/2025
1 / 9
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CICLOS TERMODINÁMICOS
Licenciatura: Ingeniería Química Asignatura: Electroquímica Docente: Dr. Héctor Alexander López Muñoz Alumno: Carlos Nahum Ledesma Vega Matricula: 320014884 Fecha: 23/07/
Tabla de contenido
- Principales ciclos
- Ideal de Carnot
- Ecuaciones
- Aplicaciones
- Rankine...........................................................................................................
- Ecuaciones
- Aplicaciones
- Brayton
- Ecuaciones
- Aplicaciones
- Stirling
- Ecuaciones
- Aplicaciones
- De Carnot inverso
- Ecuaciones
- Aplicaciones
- Refrigeración por compresión
- Ecuaciones
- Aplicaciones
- Por absorción
- Ecuaciones y diagramas
- Bibliografía
Aplicaciones De forma general se puede aplicar para conocer el valor de la eficiencia máxima a la cual puede aspirar una máquina térmica, con ellas compararla con el valor real de la eficiencia, así como diseñar y optimizar los sistemas para un mejor rendimiento.
- Rankine Es el ciclo ideal para la potencia de vapor, proviene de la idea del ciclo de Carnot, eliminando muchos aspectos imprácticos, sobrecalentando el vapor en una caldera y condensado en un condensador. Sirve para el funcionamiento de plantas eléctricas de vapor y no incluye ninguna irreversibilidad interna.
Ecuaciones
Aplicaciones En centrales eléctricas estadounidenses la eficiencia de conversión, se da como tasa térmica (Btu necesarios para generar 1 kWh de electricidad), entre menor sea la tasa, mayor será la eficiencia.
- Brayton Propuesto por George Brayton para usarlo en el motor reciprocante que quemaba aceite desarrollado por él, aproximadamente en 1870. Se basa en una turbina de gas que opera mediante un ciclo abierto, donde se introduce aire en condiciones ambiente al compresor (T Y P se elevan), llega a la cámara de combustión y se quema a presión constante, los gases entran a la turbina expandiéndose, generando potencia. Sin embargo, para modelado se realiza como un ciclo cerrado, conservando procesos de expansión y compresión, pero reemplazando los de combustión y escape, este es el ciclo ideal de Brayton.
Ecuaciones
Aplicaciones
Aplicaciones
Actualmente se utiliza para turbinas de gas donde los procesos suceden en maquinarias rotatorias, para la generación de electricidad, motores a reacción, sistemas de cogeneración que aprovechan calor residual o sistemas de energía de emergencia.
- De Carnot inverso El ciclo de Carnot, al ser un proceso reversible su secuencia de pasos se puede aplicar en sentido contrario y regresar al estado inicial, convirtiéndose en el ciclo de refrigeración o bomba de calor, donde las acciones del calor y trabajo se invierten. Existe un calor de baja temperatura que se absorbe de un depósito de baja temperatura y uno de alta que se deposita en un almacén de alta temperatura, requiriendo de un trabajo para que se pueda hacer.
Ecuaciones
Aplicaciones
Como fue antes ya mencionado se utilizan principalmente para la elaboración de sistemas de refrigeración, que son los que habitualmente existen en los hogares y las bombas de calor, las cuales tratan de mantener la temperatura alta de un espacio cerrado, en la vida cotidiana los dispositivos que cumplen estas acciones son los calentadores o sistema de calefacción.
- Refrigeración por compresión Proviene de eliminar ciertos aspectos que son imprácticos de aplicar en el ciclo de Carnot, evaporando el refrigerante por completo antes de comprimirlo y sustituyendo la turbina por una válvula de expansión o un tubo capilar. Se le denomina como ciclo de refrigeración ideal por compresión de vapor.
Ecuaciones
Aplicaciones
Se aplica ampliamente en sistemas de aire acondicionado para edificios residenciales y comerciales, así como en la refrigeración de alimentos y medicamentos en la industria. También se utiliza en vehículos refrigerados, procesos de fabricación donde se requiere control preciso de temperatura, y en instalaciones de almacenamiento. Este ciclo permite extraer calor de un espacio interior y liberarlo al exterior, manteniendo condiciones térmicas adecuadas.
- Por absorción Implican la absorción de un refrigerante por un medio de transporte, el más utilizado es el de amoniaco-agua, donde en amoniaco sirve como refrigerante y el agua como medio. A diferencia del sistema de compresión por vapor, sus partes han sido reemplazadas por un sistema de absorción que se compone de un absorbedor, una bomba, un generador, un regenerador, una válvula y un rectificador. Pasando por multiples etapas durante su proceso, generando reacciones exotérmicas, transfiriendo calor y cambiando de fase al refrigerante.